一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种空心莲子草多糖的超声波‑微波协同提取工艺，所述工艺如下：空心莲子草干粉——超声波‑微波协同提取——离心取上清——浓缩——醇沉——离心取沉淀——真空干燥至恒重——空心莲子草多糖，该方案是在适宜的超声波的空化作用和次级效应加之微波的热效应以及二者的协同作用下，在短时间内进一步破坏植物细胞结构，增加了细胞膜和细胞壁的通透性，更有利于多糖释放进入溶剂中，进而极大地提高了多糖的得率。

Ultrasonic microwave synergistic extraction of Polysaccharides from Alternanthera philoxeroides

【技术实现步骤摘要】
一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺
本专利技术涉及一种提取工艺，具体涉及一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，属于多糖提取

技术介绍
空心莲子草(学名：(Alternantheraphiloxeroides(Mart.)Griseb))又称喜旱莲子草、水花生等，属石竹目苋科莲子草属植物，是一种多年生宿根性草本植物。茎常呈粉红色，茎中空，节膨大。叶对生，叶片长圆形、长圆状倒卵形或倒卵状披针形。头状花序，由10-20多朵无柄白色小花聚生而成，具总花梗，花期5-11月。喜湿喜温，夏季生长旺盛。空心莲子草原产于南美洲，主要分布在巴西、阿根廷。因具有高效的繁殖能力和强大的环境生存能力，已在东南亚、大洋洲、非洲、北美洲、欧洲北部等地均有分布。在我国，空心莲子草主要分布在北纬44°以南、东经97°以东的亚热带、热带气候区，在湖南、江浙地区以及北京、港澳台等地均有发现。作为首批外来入侵物种，空心莲子草给我国生态系统的多样性和完整性造成了极大的危害和经济损失[1]。另一方面，空心莲子草也具有较大的经济价值，如可做青饲料；沤制可做肥料或制沼气；根和全草可入药，具有清热利尿、凉血解毒等功效；可用于净化污水等。有研究显示，多糖是空心莲子草的主要化学成分之一，具有较强的抑菌杀菌和抗氧化活性[2]。因空心莲子草具有强大的繁殖和生长能力，在自然界分布十分广泛，这为多糖的提取提供了极为丰富的原料。植物多糖的提取技术主要是热水浸取法，因其操作简单、对设备要求不高而被广泛采用，但这种方法耗时长，能耗高，产率低，不符合生态文明建设要求而逐渐被淘汰。随着科学技术的发展，超声波辅助提取法、微波辅助提取法、酶提取法等新兴的提取技术不断应用于植物多糖的提取研究工作中，提高了多糖的得率。但因植物多糖结构的多样性和复杂性，单独采用一种方法可能无法获得最佳的提取效果。因此，将多种方法相结合进行多糖的提取，如超声波-微波法、微波-酶法、超声波-酶法等，利用各自方法的特点和优势，从而更加合理和有效地提取植物多糖。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，该技术方案所采用的超声波-微波协同提取技术具有时间短、用料少、成本低和产量高等优点，其工作的原理就是超声波-微波协同提取在适宜的超声波的空化作用和次级效应辅以微波的热效应以及二者的协同作用下，在短时间内进一步破坏植物细胞结构，增加了细胞膜和细胞壁的通透性，更有利于多糖释放进入溶剂中，进而极大地提高了多糖得率。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，所述工艺包括以下步骤：1)原料准备；将新鲜的空心莲子草植株洗净后用烘干箱烘干，使其脱水干燥至恒重，用粉碎机粉碎制成干粉，常温下干燥保存作为备用；2)超声波-微波协同提取；准确称取空心莲子草干粉样品10g于500ml烧杯中，以料液比1：10-1：50的比例加入蒸馏水，混匀后置于超声波-微波萃取仪中，3)离心；将提取后的溶液经4000r/min的转速下离心20min，取上清液，提取3次，合并上清液；4)旋转蒸发；将上述所得滤液放入圆底烧瓶中进行旋转蒸发，在50℃条件下进行旋转蒸发，浓缩至原体积的1/4；5)乙醇沉淀；按一定体积比向浓缩液中加入无水乙醇，充分搅拌10min后放入4℃冰箱中静置12h，以沉淀多糖。6)离心干燥；将沉淀后的多糖溶液于4000r/min的转速下离心20min，取沉淀，再经真空干燥后即可得空心莲子草多糖。作为本专利技术的一种改进，所述步骤2)超声波-微波协同提取中，所述超声时间20-60分钟，超声波功率168-392W，料液比1：10-1：50，微波功率360-840W，微波时间5-25s。作为本专利技术的一种改进，所述步骤2)超声波-微波协同提取中，设定各参数后提取多糖，最佳料液比1:40(g/ml)、超声波功率320W、超声波时间50min、微波功率600W、微波时间20s，此时提取所得多糖溶出量达到最大值。作为本专利技术的一种改进，所述步骤3)中取上清液，提取3次，合并上清液,从而最大限度的提取多糖。作为本专利技术的一种改进，所述步骤5)乙醇沉淀，向浓缩液中加入3倍体积的无水乙醇，充分搅拌10min后放入4℃冰箱中静置12h，以沉淀多糖。一种所述工艺提取的多糖的应用，所述多糖应用于降血糖血脂、抗菌杀菌、抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等生理活性。相对于现有技术，本专利技术的技术效果如下：该技术方案利用入侵植物空心莲子草用超声波-微波协同法提取多糖，以解决提取过程中耗时长、能耗大、多糖得率低等问题，以空心莲子草为原料，采用超声波-微波协同技术提取多糖，在单因素实验的基础上运用响应曲面法优化提取条件，以获得空心莲子草多糖高得率的工艺参数组合。附图说明图1为超声波功率对空心莲子草多糖得率的影响；图2为超声时间对空心莲子草多糖得率的影响；图3料液比对空心莲子草多糖得率的影响；图4微波功率对空心莲子草多糖得率的影响；图5微波时间对空心莲子草多糖得率的影响；图6-图8三因素交互作用对多糖得率影响的响应面分析。具体实施方式：为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。实施例1：一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，所述工艺包括以下步骤：1)空心莲子草干粉的制备：用粉碎机粉碎干燥植株制成空心莲子草粉末，100目过筛，阴凉干燥保存；2)用电子天平准确称取空心莲子草干粉样品10g于500ml烧杯中，以料液比1：10-1：50的比例加入蒸馏水，混匀后置于超声波-微波萃取仪中，设定各参数后提取多糖。具体的提取参数设置如下：超声时间20-60分钟，超声波功率168-392W，微波功率360-840W，微波时间5-25s。3)将提取后的溶液经4000r/min的转速下离心20min，取上清液，提取3次，合并上清液；4)将上清液转移至500毫升圆底烧瓶中，在50℃条件下进行旋转蒸发，浓缩至原体积的1/4；5)以1:3的体积比向浓缩液中加入无水乙醇，充分搅拌10min后放入4℃冰箱中静置12h，以沉淀多糖。6)将沉淀后的多糖溶液于4000r/min的转速下离心20min，取沉淀。再经真空干燥后即可得空心莲子草多糖。多糖得率按硫酸-蒽酮法进行测定，计算公式：该技术方案中，原料为入侵物种空心莲子草，提取工艺为超声波-微波协同提取技术，其工作原理是在适宜的超声波的空化作用和次级效应加之微波的热效应以及二者的协同作用下，在短时间内进一步破坏植物细胞结构，增加了细胞膜和细胞壁的通透性，更有利于多糖释放进入溶剂中，进而极大地提高了多糖的得率。最佳提取条件为：料液比1:40(g/ml)、超声波功率320W、超声波时间50min、微波功率600W、微波时间20s，置于超声波-微波萃取仪中进行提取，其最优条件的确立是通过响应面法优化法得到。经过3实验验证，得到空心莲子草多糖的得率平均值为45.05％，与响应面分析所得理论值基本相近。该方案提取的多糖不仅可降血糖血脂，抗菌杀菌，还具有抗病毒、抗肿瘤、抗氧化等生理活性，并且能显著减少由于淀粉样肽引发的神经凋亡，被广泛应用于食品、化妆品、药品等行业。该技术方案提取的最优条件的建立是在单因素实验的基础上，并通过响应曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空心莲子草多糖的超声波‑微波协同提取工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)原料准备；将新鲜的空心莲子草植株洗净后用烘干箱烘干，使其脱水干燥至恒重，用粉碎机粉碎制成干粉，常温下干燥保存作为备用；2)超声波‑微波协同提取；准确称取空心莲子草干粉样品10g于500ml烧杯中，以料液比1：10‑1：50的比例加入蒸馏水，混匀后置于超声波‑微波萃取仪中，3)离心；将提取后的溶液经4000r/min的转速下离心20min，取上清液，合并上清液；4)旋转蒸发；将上述所得滤液放入圆底烧瓶中进行旋转蒸发，在50℃条件下进行旋转蒸发，浓缩至原体积的1/4；5)乙醇沉淀；按一定体积比向浓缩液中加入无水乙醇，充分搅拌10min后放入4℃冰箱中静置12h，以沉淀多糖。6)离心干燥；将沉淀后的多糖溶液于4000r/min的转速下离心20min，取沉淀，再经真空干燥后即可得空心莲子草多糖。

【技术特征摘要】
1.一种空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，其特征在于，所述工艺包括以下步骤：1)原料准备；将新鲜的空心莲子草植株洗净后用烘干箱烘干，使其脱水干燥至恒重，用粉碎机粉碎制成干粉，常温下干燥保存作为备用；2)超声波-微波协同提取；准确称取空心莲子草干粉样品10g于500ml烧杯中，以料液比1：10-1：50的比例加入蒸馏水，混匀后置于超声波-微波萃取仪中，3)离心；将提取后的溶液经4000r/min的转速下离心20min，取上清液，合并上清液；4)旋转蒸发；将上述所得滤液放入圆底烧瓶中进行旋转蒸发，在50℃条件下进行旋转蒸发，浓缩至原体积的1/4；5)乙醇沉淀；按一定体积比向浓缩液中加入无水乙醇，充分搅拌10min后放入4℃冰箱中静置12h，以沉淀多糖。6)离心干燥；将沉淀后的多糖溶液于4000r/min的转速下离心20min，取沉淀，再经真空干燥后即可得空心莲子草多糖。2.根据权利要求1所述的空心莲子草多糖的超声波-微波协同提取工艺，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘少华，朱学伸，王仁雷，闫敏，
申请(专利权)人：江苏第二师范学院江苏省教育科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32